СМЕСЬ ДЛЯ ПЕНОБЕТОНА

СМЕСЬ ДЛЯ ПЕНОБЕТОНА


RU (11) 2305087 (13) C1

(51) МПК
C04B 38/10 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 15.02.2008 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2006104396/03 
(22) Дата подачи заявки: 2006.02.13 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2006.02.13 
(45) Опубликовано: 2007.08.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2255074 C1, 27.06.2005. RU 2145586 C1, 20.02.2000. RU 2145315 C1, 10.02.2000. RU 2205814 C1, 10.06.2003. GB 1433051 A, 22.04.1976. 
(72) Автор(ы): Сватовская Лариса Борисовна (RU); Соловьева Валентина Яковлевна (RU); Чернаков Владислав Афанасьевич (RU); Сурков Владимир Николаевич (RU); Соловьев Дмитрий Вадимович (RU); Седов Дмитрий Вячеславович (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" (RU) 
Адрес для переписки: 190031, Санкт-Петербург, Московский пр., 9, ПГУПС, патентный отдел 

(54) СМЕСЬ ДЛЯ ПЕНОБЕТОНА

Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано для изготовления изделий в промышленном и гражданском строительстве. Технический результат изобретения - повышение прочности при сжатии, понижение коэффициента теплопроводности и уменьшение усадки пенобетона при твердении. Смесь для пенобетона содержит, мас.%: высокоалюминатный цемент с содержанием С 3А - не менее 7% 54,43-58,31, песок с М кр - не более 2,0 6,71-7,30, полуводный фосфогипс 4,60-4,70, карбонатосодержащий отход содового производства с содержанием СаСО3 - не менее 50%, значением рН 9-11 6,90-8,20, модифицированную пенообразующую добавку 0,18-0,27, воду 23,30-25,10. 1 табл.




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано для изготовления изделий в промышленном и гражданском строительстве.

Известна смесь для теплоизоляционного пенобетона, содержащая, мас.%: цемент - 43,0-46,2; тонкомолотый шлак металлургического производства (с содержанием Fe(II) не более 4%) - 12,0-14,4; песок - 18,0-15,0; пенообразующую добавку (на основе стеарата натрия плотности 1,15-1,77 г/см 3) - 9,5-10,3; химическую добавку «ДЭЯ» (включающую в себя последрожжевую барду и модификатор - вспученный поризованный продукт с объемным весом 0,5 г/см3 в количестве 3,0-0,5 мас.%, представленный кальциймагниевыми силикатами) - 0,4-0,54 алюминиевую пудру - 0,5-0,64; фиброволокно - 1,4-1,8 и воду - 12,0-14,4 (патент РФ №2145315, С04В 38/10, 02.03.1999 г.).

Известна смесь для теплоизоляционного пенобетона, содержащая, мас.%: цемент - 44,0-47,04, пенообразующую добавку «Ника» (на протеиновой основе) - 0,5-0,74, ментмориллонитовую глину (включающую не менее 60% минирала (Al,Mg) 2(OH)2(Si4О 10)·Н2О с удельной поверхностью Sуд=500...2000 см2 г) 11,0-13,8 и воду 40,0-42,8 (патент РФ №2145586, С04В 38/10, 02.03.1999 г.)

Наиболее близкой к заявленной смеси, выбранной за прототип, является смесь для автоклавного пенобетона, содержащая, мас.%: цемент - 37,8-42,64; песок - 31,3-37,84; модифицированную пенообразующую добавку 9,1-9,3 и воду 15,1-17,0 (патент РФ №2255074, С04В 38/10, 27.06.2005 г.).

К недостаткам указанных аналогов и прототипа можно отнести недостаточную прочность при сжатии, повышенное значение коэффициента теплопроводности и повышенную усадку материала при твердении.

Задача изобретения - повысить прочность при сжатии, понизить коэффициент теплопроводности и уменьшить усадку пенобетона при твердении.

Поставленная задача решается тем, что смесь для пенобетона, включающая цемент, песок с Мкр 2,0, модифицированную пенообразующую добавку и воду, дополнительно содержит полуводный фосфогипс, карбонатосодержащий отход содового производства с содержанием СаСО3 не менее 50%, значение рН 9,0...11,0, а в качестве цемента используется высокоалюминатный цемент с С3А 7% при следующем соотношении компонентов, мас.%:

высокоалюминатный цемент с содержанием С 3А 7% 54,43...58,31 
песок с Мкр 2,0 6,71...7,30 
полуводный фосфогипс 4,60...4,70 
карбонатосодержащий отход содового производства с содержанием в нем СаСО3 не менее 50%, значением рН 9,0...11,0 6,90...8,20 
модифицированная пенообразующая добавка 0,18...0,27 
вода 23,30...25,10 


На момент подачи заявки, по мнению авторов и заявителя, заявленная смесь для пенобетона неизвестна и обладает мировой новизной.

Заявляемая совокупность существующих признаков проявляет новое свойство, которое позволяет получить указанный технический результат, а именно повышение прочности при сжатии, понижение коэффициента теплопроводности и уменьшение усадки пенобетона при твердении по сравнению с известным техническим решением.

Новым является новое сочетание известных компонентов, используемых при производстве пенобетона, и их новое количественное соотношение, что позволяет получить указанный технический результат.

По мнению авторов и заявителя, данный состав для пенобетона неизвестен, и можно сделать вывод о соответствии изобретения условию патентоспособности «новизна».

Совместное применение полуводного фосфогипса и тонкодисперсного карбонатосодержащего отхода содового производства с содержанием СаСО3 не менее 50%, значение рН 9,0...11,0 обеспечивает формирование высокооднородной мелкопоровой структуры, которое способствует получению материала с пониженным значением коэффициента теплопроводности.

Совместное применение полуводного фосфогипса и высокоалюминатного цемента значительно уменьшает усадку пенобетона при твердении, а присутствие тонкодисперсного карбонатосодержащего отхода с содержанием СаСО 3 не менее 50%, значением рН 9,0...11,0 усиливает гидратационные процессы в твердеющей системе за счет смещения кислотноосновного равновесия системы, т.к. рН цементносодержащей составляющей =12,4, что приводит к увеличению гидратных новообразований силикатов кальция и дополнительному образованию гейлюссита [Na 2(СаСО3)2·5Н 2О ], d/n=4,97; 3,13; 2,65; 2,57 и пирсонита [Na 2(СаСО3)2·2Н 2O], d/n=2,50; 4,97; 3,16, что подтверждено физико-химическими исследованиями в частности РФА. Усиление гидратационных процессов способствует повышению прочности пенобетона при сжатии.

Заявляемое изобретение промышленно применимо и может быть использовано для производства теплоизоляционно-конструкционного пенобетона, обладающего улучшенными теплозащитными свойствами, уменьшенной усадкой при твердении и повышенной прочностью при сжатии.

Осуществимость изобретения подтверждена примером конкретного выполнения.

Пример конкретного выполнения

I. Приготовление смеси для пенобетона

1. Высушивают фосфогипс при t°=180°C до получения полуводного гипса.

2. Измельчают полуводный фосфогипс до Sуд 220 м2 /кг.

3. Дозируют:

- высокоалюминатный цемент с содержанием С3А 7%

- песок, Мкр 2,0

- карбонатсодержащий отход содового производства с содержанием СаСО3 не менее 50%, значением рН 9,0...11,0

- модифицированную пенообразующую добавку (протеинсодержащую с комплексным модификатором М-3, пенообразующая добавка, состоящим из соотношения: водная эмульсия канифоли (С=0,004 мас.%) и водный раствор желатина (С=0,1 мас.%) как 1,5:1,0))

- воду.

4. Отдозированные материалы транспортируют в пенобетоносмеситель, где производят перемешивание материалов до получения однородной растворной смеси.

5. Приготовление строительной пены:

Дозируют:

- концентрированный раствор пенообразующей добавки;

- воду

отдозированные компоненты перемешивают в полиэтиленовой емкости, получая строительный раствор пенообразующей добавки, из которого при помощи пеногенератора получают строительную пену.

6. Полученную строительную пену при помощи насоса пеногенератора транспортируют в бетоносмеситель, где перемешивают с приготовленной растворной смесью до получения однородной пенобетонной массы.

7. Полученную смесь для пенобетона из пенобетонной массы по п.6 заливают в формы требуемых образцов изделий, твердение которых осуществляется в естественных условиях при положительной температуре для определения физико-механических характеристик в соответствии с требованиями ГОСТ 12852-87 «Бетоны ячеистые. Общие требования к методам испытаний». Полученные результаты представлены в таблице.

Анализ экспериментальных данных показывает, что заявленная смесь для пенобетона по сравнению с прототипом обеспечивает получение пенобетона с повышенной прочностью при сжатии на 17,0%; понижение значение коэффициента теплопроводности на 18,0%; уменьшение усадки при твердении на 45,0%.

Таблица

Физико-механические свойства пенобетона 
№ п/п Состав сырьевой смеси, мас.% Прочность, МПа Коэф. теплопроводн., Вт/(м °С) Усадка, м/м 
Цемент Цемент с содерж., С3А 7% Песок, М кр 2,0 Полуводный фосфогипс СаСО3 Пенообразующая добавка Вода 
кол-во, % рН 
прототип 40,2 - 34,55 - - - 9,2 16,05 2,55 0,18 3,0 
1. - 54,43 7,3 4,7 8,2 9,0 0,27 25,1 2,68 0,144 1,680 
2. - 56,37 7,005 4,65 7,55 0,225 24,2 2,72 0,142 1,670 
3. - 58,31 6,71 4,6 6,9 0,18 23,3 2,63 0,143 1,660 
4. - 54,43 7,3 4,7 8,2 10,0 0,27 25,1 2,84 0,142 1,670 
5. - 56,37 7,005 4,65 7,55 0,225 24,2 2,95 0,140 1,650 
6. - 58,31 6,71 4,6 6,9 0,18 23,3 2,73 0,144 1,660 
7. - 54,43 7,3 4,7 8,2 11,0 0,27 25,1 2,75 0,145 1,665 
8. - 56,37 7,005 4,65 7,55 0,225 24,2 2,8 0,144 1,660 
9. - 58,31 6,71 4,6 6,9 0,18 23,3 2,77 0,147 1,665 






ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Смесь для пенобетона, содержащая цемент, песок с М кр не более 2,0, модифицированную пенообразующую добавку, воду, отличающаяся тем, что дополнительно содержит полуводный фосфогипс, карбонатосодержащий отход содового производства с содержанием СаСО3 не менее 50%, значением рН 9-11, а в качестве цемента - высокоалюминатный цемент с содержанием С3А не менее 7% при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Высокоалюминатный цемент с содержанием С 3А не менее 7% 54,43-58,31 
Песок с Мкр не более 2,0 6,71-7,30 
Полуводный фосфогипс 4,60-4,70 
Карбонатосодержащий отход содового производства с содержанием СаСО3 не менее 50%, значением рН 9,0-11,0 6,90-8,20 
Модифицированная пенообразующая добавка 0,18-0,27 
Вода 23,30-25,10